随着IC制造工艺的快速发展，在单一芯片上可以实现完整的系统功能，SoC(SystemOnChip)时代已经来临。由于传统的设计方法不能够满足SoC设计的需要，因此软硬件协同设计和IP复用技术成为加速SoC设计的关键技术。片上总线(OnChipBus)是SoC系统连接IP核，有效实现系统部件之间通信的主要手段。本文所涉及的研究工作是国家“863计划”SoC专项“家庭网络核心SoC平台解决方案”的子课题。在“家庭网络核心SoC平台解决方案”中，整个家庭网络控制及互联网络接入等各项功能集成在单一芯片上。为了实现系统部件间的有效通信，满足系统的各项指标要求，鉴于AMBA总线架构具有适用于高性能SOC系统的诸多优点及其作为受到业界广泛支持的工业标准，本课题组选择AMBA协议作为家庭网络核心平台的片上总线标准，设计实现基于AMBA标准的SoC系统总线。由于SoC通信架构的选择关系到系统的整体性能，因此本文从拓扑和通信协议角度介绍了几种常见的通信架构模型，并从结构、时钟、传输属性以及仲裁策略等方面对片上总线架构的分类标准和性能指标进行了分析比较。AMBA协议为多层总线结构，目前包括四种不同的总线ASB、AHB、APB、AXI。本文着重对广泛使用的AHB总线的互连结构、传输属性以及内部仲裁控制逻辑策略等进行较为详细的介绍。对复杂系统设计中AHB总线的变形结构Multi-AHB和AHB-Lite的应用进行较深入的研究，并针对家庭网关环境对高带宽和实时性的要求提出了AHB总线的可编程仲裁解决方案。在对AMBA总线协议进行深入研究的基础上，采用自上而下的软硬件协同设计方法，利用系统级建模语言SystemC对AMBA总线进行系统级建模；遵循可复用IP(IntellectualProperty)核开发流程，使用VHDL对AMBA总线部件及控制逻辑如仲裁器、解码器等进行RTL级设计，在XilinxISE和ModelsimEDA工具环境下对总线设计进行综合仿真，通过FPGA开发板工具对设计进行验证，最后生成IP软核。 　　本文所完成的AMBA总线部件的设计以IP软核形式出现，可作为家庭网络SoC平台的片内通信架构，也可以作为基于SoC的IP核的功能正确性与完整性的调试、验证平台，同时可以支持对其功能进行灵活修改以便在类似SoC设计中复用。